Claims (25)
1. Устройство для уменьшения магнитного поля в области сварки, где дуговая сварка должна выполняться в присутствии внешнего магнитного поля, содержащее:1. A device for reducing the magnetic field in the welding area, where the arc welding should be performed in the presence of an external magnetic field, containing:
генератор магнитного поля для генерации противоположного магнитного поля в области сварки в ответ на входной ток;a magnetic field generator for generating an opposite magnetic field in the weld area in response to an input current;
датчик магнитного поля для считывания направления и величины внешнего магнитного поля в любом векторном направлении в области сварки и выдачи сигнала датчика в ответ на считывание; иa magnetic field sensor for reading the direction and magnitude of the external magnetic field in any vector direction in the welding area and issuing a sensor signal in response to the reading; and
контроллер, выполненный с возможностью приема сигнала датчика и управления входным током для генератора магнитного поля в ответ на сигнал датчика так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле, которое уменьшает магнитное поле в области сварки.a controller configured to receive the sensor signal and control the input current for the magnetic field generator in response to the sensor signal so as to generate an opposite magnetic field that reduces the magnetic field in the weld area.
2. Устройство по п. 1, в котором генератор магнитного поля содержит сердечник, образованный из магнитного материала, и по меньшей мере одну катушку вокруг сердечника.2. The device according to claim 1, in which the magnetic field generator comprises a core formed of magnetic material, and at least one coil around the core.
3. Устройство по п. 1, в котором контроллер выполнен с возможностью управления входным током для генератора магнитного поля так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле, которое уменьшает магнитное поле в области сварки до менее чем заданного порогового значения.3. The device according to claim 1, in which the controller is configured to control the input current for the magnetic field generator so as to generate an opposite magnetic field, which reduces the magnetic field in the welding area to less than a predetermined threshold value.
4. Устройство по п. 3, в котором контроллер выполнен с возможностью управления входным током для генератора магнитного поля так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле, которое уменьшает магнитное поле в области сварки до менее чем 0,005 Т. 4. The device according to claim 3, in which the controller is configured to control the input current for the magnetic field generator so as to generate an opposite magnetic field, which reduces the magnetic field in the welding area to less than 0.005 T.
5. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором сердечник генератора магнитного поля определяет незамкнутый контур с полюсным наконечником на каждом конце. 5. The device according to any preceding paragraph, in which the core of the magnetic field generator determines an open circuit with a pole tip at each end.
6. Устройство по п. 5, в котором сердечник содержит пару противоположных полюсных наконечников, при этом между полюсными наконечниками образуется противоположное магнитное поле, и полюсные наконечники выполнены с возможностью удаления так, что могут использоваться различные конфигурации полюсных наконечников.6. The device according to claim 5, in which the core contains a pair of opposite pole pieces, wherein an opposite magnetic field is formed between the pole pieces, and the pole pieces are removable so that different configurations of the pole pieces can be used.
7. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором генератор магнитного поля образует две замкнутые магнитные цепи, при этом каждая цепь продолжается через по меньшей мере одну катушку, и при этом область сварки определена между цепями и в пределах одной из цепей.7. The device according to any one of paragraphs. 1-4, in which the magnetic field generator forms two closed magnetic circuits, each circuit continuing through at least one coil, and the welding area is defined between the chains and within one of the chains.
8. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором генератор магнитного поля определяет заднюю плоскость для контакта с плоской поверхностью на обрабатываемой детали, подлежащей сварке, причем устройство включает в себя пару боковых удлинений, которые магнитно отделены от сердечника, размещенных при использовании так, чтобы продолжаться по существу перпендикулярно задней плоскости и по существу параллельно противоположному магнитному полю, и обеспеченных на соответственных сторонах области сварки в положениях, разнесенных по сторонам от нее в направлении, перпендикулярном внешнему магнитному полю.8. The device according to any one of paragraphs. 1-4, in which the magnetic field generator defines a rear plane for contact with a flat surface on the workpiece to be welded, the device including a pair of lateral extensions that are magnetically separated from the core, placed in use so as to extend substantially perpendicular to the rear perpendicular to the plane and substantially parallel to the opposite magnetic field, and provided on the respective sides of the weld region in positions spaced apart on either side of it nom external magnetic field.
9. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором датчик магнитного поля содержит три ортогонально размещенных датчика магнитного поля, предпочтительно, устройства на эффекте Холла.9. The device according to any one of paragraphs. 1-4, in which the magnetic field sensor contains three orthogonally placed magnetic field sensors, preferably, Hall effect devices.
10. Устройство по п. 2, в котором контроллер выполнен с возможностью вычислять меру температуры катушки на основании входного тока в катушке и напряжения на ней, причем контроллер выполнен с возможностью прогнозировать, когда пороговое значение температуры, ассоциированное с катушкой, будет превышено, при этом прогноз вычисляется на основании текущей температуры катушки, входного тока и математической модели тепловой характеристики устройства.10. The device according to p. 2, in which the controller is configured to calculate a measure of the temperature of the coil based on the input current in the coil and the voltage on it, the controller is configured to predict when the threshold temperature value associated with the coil will be exceeded, while The forecast is calculated based on the current coil temperature, input current, and a mathematical model of the device’s thermal characteristics.
11. Устройство по любому из пп. 1-4 для использования в установке по плавлению алюминия с последовательностью плавильных тигелей, соединенных вместе последовательно, с падением напряжения на каждом тигеле, выполненных с возможностью отведения соответствующего напряжения для входного тока для генератора магнитного поля от соответствующих точек вдоль последовательность плавильных тигелей.11. The device according to any one of paragraphs. 1-4 for use in an aluminum smelter with a series of melting crucibles connected together in series, with a voltage drop across each crucible configured to divert the corresponding voltage for the input current for the magnetic field generator from corresponding points along the sequence of melting crucibles.
12. Генератор магнитного поля для генерации противоположного магнитного поля в области сварки в ответ на входной ток, содержащий:12. A magnetic field generator for generating an opposite magnetic field in a weld area in response to an input current comprising:
сердечник, образованный из магнитного материала; иa core formed of magnetic material; and
по меньшей мере одну катушку вокруг сердечника для приема входного тока,at least one coil around the core for receiving input current,
причем генератор магнитного поля образует две замкнутые магнитные цепи, при этом каждая цепь продолжается через по меньшей мере одну катушку, и область сварки определена между цепями и в пределах одной из цепей.moreover, the magnetic field generator forms two closed magnetic circuits, with each circuit continuing through at least one coil, and the weld area is defined between the circuits and within one of the circuits.
13. Генератор магнитного поля по п. 12, причем генератор магнитного поля определяет вытянутое отверстие для размещения над и выравнивания с траекторией сварки при использовании.13. The magnetic field generator according to claim 12, wherein the magnetic field generator determines an elongated hole for placement above and alignment with the welding path when used.
14. Генератор магнитного поля по любому из пп. 12 и 13, причем генератор магнитного поля определяет заднюю плоскость для контакта с плоской поверхностью на обрабатываемой детали, подлежащей сварке.14. The magnetic field generator according to any one of paragraphs. 12 and 13, the magnetic field generator defining a rear plane for contact with a flat surface on the workpiece to be welded.
15. Генератор магнитного поля по п. 14, в котором полюсные наконечники определяют противоположные концевые поверхности, по существу перпендикулярные и размещенные смежно к задней плоскости.15. The magnetic field generator according to claim 14, in which the pole pieces define opposite end surfaces, essentially perpendicular and placed adjacent to the rear plane.
16. Генератор магнитного поля по п. 14, в котором каждый полюсный наконечник содержит суженный участок, выполненный так, что толщина полюсного наконечника, измеренная перпендикулярно задней плоскости, увеличивается с расстоянием от области сварки.16. The magnetic field generator according to claim 14, in which each pole tip contains a narrowed portion, configured so that the thickness of the pole tip, measured perpendicular to the rear plane, increases with distance from the welding area.
17. Генератор магнитного поля по любому из пп. 12 и 13, в котором сердечник определяет пару стрежней, которые продолжаются от соответственных полюсных наконечников, и причем каждый из пары стержней продолжается от соответственного полюсного наконечника в направлении, по существу параллельном задней плоскости.17. The magnetic field generator according to any one of paragraphs. 12 and 13, in which the core defines a pair of rods that extend from the respective pole pieces, and wherein each of the pair of rods extends from the respective pole piece in a direction substantially parallel to the rear plane.
18. Генератор магнитного поля по п. 17, в котором соответственная катушка расположена вокруг каждого стержня.18. The magnetic field generator according to claim 17, in which the corresponding coil is located around each rod.
19. Генератор магнитного поля по п. 17, в котором сердечник включает в себя задний участок, который продолжается между стержнями в направлении, по существу параллельном противоположному магнитному полю, имеющий большее поперечное сечение, чем стержни, чтобы вмещать и внешнее и противоположное магнитные поля.19. The magnetic field generator according to claim 17, wherein the core includes a rear portion that extends between the rods in a direction substantially parallel to the opposite magnetic field having a larger cross section than the rods to accommodate both external and opposite magnetic fields.
20. Генератор магнитного поля по любому из пп.12 и 13, причем генератор магнитного поля определяет отверстие для размещения над траекторией сварки при использовании, и на участке сердечника, окружающем отверстие, определен зазор, причем поверхности сердечника на каждой стороне зазора разделены немагнитным материалом в зазоре.20. The magnetic field generator according to any one of paragraphs 12 and 13, wherein the magnetic field generator defines a hole for placement above the welding path during use, and a gap is defined on the core portion surrounding the hole, the core surfaces on each side of the gap being separated by non-magnetic material in the gap.
21. Способ уменьшения магнитного поля в области сварки, где дуговая сварка должна выполняться в присутствии внешнего магнитного поля, содержащий этапы, на которых:21. A method of reducing the magnetic field in the welding area, where the arc welding should be performed in the presence of an external magnetic field, comprising stages in which:
считывают направление и величину внешнего магнитного поля в любом векторном направлении в области сварки с помощью датчика магнитного поля;reading the direction and magnitude of the external magnetic field in any vector direction in the welding area using a magnetic field sensor;
выдают сигнал датчика от датчика магнитного поля в ответ на считывание;provide a sensor signal from the magnetic field sensor in response to reading;
принимают сигнал датчика в контроллере; иreceive a sensor signal in the controller; and
управляют генератором магнитного поля с помощью контроллера в ответ на сигнал датчика так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле в области сварки, которое control the magnetic field generator with a controller in response to the sensor signal so as to generate an opposite magnetic field in the weld region, which
уменьшает магнитное поле в области сварки.reduces the magnetic field in the weld area.
22. Способ по п. 21, в котором генератор магнитного поля поддерживают непрерывно в по существу одном и том же положении во время и между этапами считывания и управления.22. The method according to p. 21, in which the magnetic field generator is supported continuously in essentially the same position during and between the steps of reading and control.
23. Способ по п. 21, в котором этапы считывания и выдачи содержат этапы, на которых:23. The method according to p. 21, in which the steps of reading and issuing contain stages in which:
перемещают генератор магнитного поля из одной области сварки в другую вдоль заданной траектории сварки, при этом генератор размещают с возможностью генерации противоположного магнитного поля над траекторией сварки в каждой области сварки; иmoving the magnetic field generator from one welding region to another along a predetermined welding path, wherein the generator is arranged to generate an opposite magnetic field above the welding path in each welding region; and
считывают направление и величину внешнего магнитного поля в любом векторном направлении в каждой области сварки с помощью датчика магнитного поля и выдают сигналы датчика от датчика магнитного поля в контроллер в ответ на считывание,read the direction and magnitude of the external magnetic field in any vector direction in each welding area using a magnetic field sensor and provide sensor signals from the magnetic field sensor to the controller in response to reading,
а этап управления содержит этапы, на которых:and the control phase contains stages in which:
повторяют перемещение генератора магнитного поля вдоль заданной траектории сварки; иrepeat the movement of the magnetic field generator along a predetermined welding path; and
управляют генератором магнитного поля с помощью контроллера в ответ на сигналы датчика так, чтобы генерировать противоположное магнитное поле в каждой области сварки, которое уменьшает магнитное поле в каждой области сварки.controlling the magnetic field generator with a controller in response to the sensor signals so as to generate an opposite magnetic field in each weld area, which reduces the magnetic field in each weld area.
24. Способ по п. 23, в котором этап считывания включает в себя прием позиционных сигналов в контроллере, относящихся к положению генератора магнитного поля в каждой области сварки, причем позиционные сигналы генерируются акселерометром, установленным на генераторе магнитного поля.24. The method of claim 23, wherein the reading step includes receiving positional signals in the controller related to the position of the magnetic field generator in each weld area, the positional signals being generated by an accelerometer mounted on the magnetic field generator.
25. Способ по любому из пп. 23 и 24, в котором этап повторения перемещения содержит этапы, на которых:25. The method according to any one of paragraphs. 23 and 24, in which the repetition of the movement contains the steps in which:
определяют с помощью контроллера, учитывая сигналы датчика, последовательность положений вдоль траектории сварки, в которых генератор магнитного поля должен быть размещен, во время осуществления сварки; иdetermine using the controller, taking into account the sensor signals, the sequence of positions along the welding path in which the magnetic field generator should be placed during welding; and
перемещают генератор магнитного поля из одного положения в следующее положение вдоль траектории сварки после осуществления каждой соответственной операции сварки.
the magnetic field generator is moved from one position to the next position along the welding path after each respective welding operation.